Свойства вискера из карбида кремния sic whisker (sic-w) - это высокоориентированное монокристаллическое волокно с диаметром от нанометра до микрометра. кристаллическая структура похожа на структуру алмаза. в кристалле мало химических примесей и нет границ зерен. кристаллическая структура имеет мало дефектов, а компонент кристаллической фазы является однородным. Он имеет высокую температуру плавления, низкую плотность, высокую прочность, высокий модуль упругости, низкую скорость теплового расширения и износостойкость, коррозионную стойкость и стойкость к высокотемпературному окислению. он в основном используется в условиях повышенной прочности, где требуются высокотемпературные и высокопрочные применения. соответствующие показатели приведены в следующей таблице:
температура плавления & gt; 2700 плотность 3. Предел прочности 21 г / см3, модуль упругости 2100 кг / см2 4. 9 × 104 кг / см2.
sic-w имеет две кристаллические формы α-типа (гексагональная и ромбоэдрическая структура) и β-типа (гранецентрированная кубическая структура), и β-тип превосходит α-тип во всех аспектах. в настоящее время только β-sic-whiskers достигли промышленного производства, поэтому исследования и использование в основном β-sic-whiskers.
SIC-W может быть использован для упрочнения керамических матричных композитов
К закаленным керамическим материалам относятся главным образом al2o3, zro2, муллитовая керамика и тому подобное. По мере того, как композитная технология продолжает развиваться, появились закаленные композитные материалы, такие как Si3N4, ZRB2 и стеклокерамика.
1) керамическая матрица al2o3
Преимущества глиноземной керамики - высокая температура плавления, высокая твердость, износостойкость и структурная стабильность, но их прочность низкая. после закалки и упрочнения sic-w ударная вязкость может превышать 9 мПа · м1 / 2, а прочность может достигать 600-900 мПа.
использование усов из карбида кремния для дальнейшего расширения использования глинозема применяется для изнашиваемых деталей, режущих инструментов и некоторых компонентов двигателей внутреннего сгорания. среди них материалы для режущего инструмента из закаленного керамического волокна с усиками обладают превосходными характеристиками при резке сложных сплавов, таких как жаропрочные сплавы, благодаря хорошей вязкости разрушения и стойкости к тепловому удару, продлению срока службы инструмента и эффективности резки значительно выше обычные инструменты имеют большой потенциал применения.
2) zro2 керамическая матрица композит
Керамика на основе оксида циркония широко используется в качестве огнеупоров, проводников на быстрых ионах, высокотемпературных нагревательных элементов и т. д. из-за их высокой химической стабильности, высокой температуры плавления и хорошей теплопроводности. из-за выхода из строя механизма ужесточения фазового превращения при высоких температурах его высокотемпературные механические свойства серьезно ухудшаются. добавление SIC-W может увеличить его модуль упругости, твердости, высокотемпературной прочности и ударной вязкости, тем самым расширяя область его применения.
в настоящее время закаленную керамику zro2 можно наносить на роторы газовых турбин, лопатки статора турбины, различные керамические детали двигателя, керамические инструменты, штампы для волочения проволоки, подшипники и т. д., используемые выше 1350 года.
3) муллит керамическая матрица композит
Муллитовая керамика обладает преимуществами равномерного расширения, хорошей стойкостью к тепловому удару, высокой твердостью и низкой температурой ползучести. это высококачественный огнеупорный материал, но его прочность относительно низкая, что влияет на его практическое применение.
есть исследователи из китайской академии наук, которые использовали 30% по объему β-sic усов для усиления муллита. в условиях спекания SPS прочность материала примерно на 10% выше, чем при горячем давлении, 570 МПа, а вязкость разрушения составляет 4,5 МПа 1/2. муллит увеличивается более чем на 100%
4) керамический матричный композит zrb2
Керамика zrb2 обладает преимуществами высокой температуры плавления, высокой твердости, отличной износостойкости и химической стабильности. они являются типичной сверхвысокой температурой керамики и могут быть использованы в металлургической промышленности, литье электронного оборудования и тугоплавких металлов. из-за низкой ударной вязкости это ограничивает дальнейшее расширение области его применения. добавление sic-w к матрице zrb2 улучшает ударную вязкость материала.
Исследования показали, что при добавлении усов из карбида кремния в объемной доле 30% ударная вязкость материала может достигать 6,33 мПа · м 1/2, что на 71% выше, чем у чистой керамики Zrb2, и на 33% выше, чем таковой из частиц sic ужесточили керамику zrb2. %. Закаленную керамику sic-w zrb2 можно использовать в оборудовании для теплозащиты, в передних отделениях сверхзвуковых аэрокосмических транспортных средств и в термостойких компонентах, таких как сопла ракет.
5) закаленная нитевидная керамика из нитрида кремния
Укрепление sic whisker si3n4 керамика - один из основных способов повышения прочности и устойчивости к разрушению. предыдущие исследования показали, что эффект ужесточения усов зависит не только от степени дисперсии усов, размера и объемной доли усов, но также от пространственного положения и ориентации усов.
Исследователи изучили ориентацию вискера в композитах на основе нитрида кремния на основе нитрата кремния. когда усы находятся в одном и том же направлении и усы слабо связаны с поверхностью раздела подложки, вязкость разрушения в этом направлении имеет максимальное значение. прочность и вязкость разрушения составляли 1038 мПа и 10,7 мПа м 1/2, соответственно.
Серия превосходных физико-механических свойств и химических свойств керамики из нитрида кремния имеет большой рыночный и потенциальный потенциал применения в высокотемпературных конструкционных материалах, инструментальных керамических материалах, износостойких керамических материалах и износостойких керамических материалах. с углублением исследований по повышению прочности вискера применение керамики из нитрида кремния в инструментах, подшипниках, двигателях, изоляционных материалах и т. д. будет более совершенным.
6) стеклокерамическая матрица композитная
добавление SIC-W к стеклокерамике не только сохраняет преимущества легкого формирования стекла, но также увеличивает прочность и ударную вязкость материала более чем в два раза.
например, закаленные и усиленные биоактивные стеклокерамические композиты имеют ударную вязкость 4,3 мПа · м 1/2, прочность до 460 мПа и коэффициент Weibull до 24,7 из-за нетоксичности SIC-W и биоактивность биостекла керамики. ожидаемый срок службы материала составляет более 50 лет при напряжении, эквивалентном прочности на изгиб человеческого тела, и является биокерамическим материалом с самой большой продолжительностью жизни. он может быть использован для подготовки искусственных зубов и материалов для ремонта костей и костей, таких как кости и суставы. тканевые строительные материалы.
русский
English
français
Deutsch
italiano
español
português
日本語
한국의
Türkçe
8620-87226359,8620-87748917
